Giao thức sử dụng trong mạng VoIP

Giao thức sử dụng trong mạng VoIP

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆĐào Ngọc AnhNGHIÊN CỨU GIAO THỨC TRONG MẠNG VOIPKHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Điện tử - Viễn thôngHÀ NỘI - 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Đào Ngọc AnhNGHIÊN CỨU GIAO THỨC TRONG MẠNG VOIPKHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUYNgành: Điện tử - Viễn thôngCán bộ hướng dẫn: Th.S Nguyễn Quốc TuấnHÀ NỘI - 2008 LỜI CẢM ƠNTrước hết em xin gửi tới thầy giáo Nguyễn Quốc Tuấn – nguyên Chủ nhiệm Bộ môn Hệ thống Viễn thông , lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đã trực tiếp hướng dẫn , chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình em làm luận văn.Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Trường Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã hết lòng dạy bảo, giúp đỡ em trong những năm học Đại Học, giúp em có những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong chuyên môn và cuộc sống. Những hành trang đó là một tài sản vô giá nâng bước cho em tới được với những thành công trong tương lai.Cuối cùng, em xin cảm ơn những người thân trong gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên em hoàn thành luận văn này.Hà nội, tháng 05 năm 2008Sinh viên TÓM TẮT NỘI DUNGVới sự phát triển nhảy vọt của mạng chuyển mạch gói IP hiện nay không chỉ đem lại cho chúng ta những dịch vụ mới đa dạng mà còn là cơ hội cải thiện các dịch vụ viễn thông trước kia với chất lượng tốt hơn và giá thành rẻ hơn. Đã từ lâu, mạng chuyển mạch kênh ghép phân kênh theo thời gian PSTN đã có một vai trò vô cùng quan trọng với sự phát triển của xã hội. Bên cạnh những ưu điểm về chất lượng dịch vụ tốt, vùng dịch vụ rộng lớn trên khắp mọi lãnh thổ,… thì mạng PSTN cũng bộc lộ nhiều hạn chế như số lượng các dịch vụ hạn chế, sử dụng tài nguyên đường truyền không tối ưu, giá thành cao.Trên cơ sở đó, mạng VoIP ra đời và ngày càng đáp ứng tốt hơn các yêu cầu đặt ra như chất lượng dịch vụ, giá thành, số lượng tích hợp các dịch vụ thoại lẫn phi thoại. Cũng như các công nghệ ra đời trong thời gian gần đây, thì vấn đề Giao thức là đặc biệt quan trọng. Việc nắm chắc Giao thức là chìa khóa thành công của việc triển khai mỗi một công nghệ mới vào thực tế. Chính vì vậy, trong nội dung của bài Luận văn tốt nghiệp này, em xin được giới thiệu về “Giao thức sử dụng trong mạng VoIP”. Bài luận văn sẽ gồm các nội dung chính như sau:Chương 1: Tổng quan về mạng VoIP.Chương 2: Các giao thức truyền tải trong VoIP.Chương 3: Giao thức báo hiệu VoIP.Một vấn đề đặc biệt quan trong khi mỗi công nghệ, một giao thức mới được sinh ra là vần đề tương thích với các công nghệ và giao thức trước đó. Đó cũng là một trong nguyên nhân quyết định sự sống còn của mạng VoIP được đề cập tới tại:Chương 4: Kết nối mạng VoIP và PSTN.Và phần cuối cùng trong bài Luận văn tốt nghiệp: Chương 5: Khảo sát giao thức cuộc gọi VoIP SIP – PSTN trên thực tế.Đây là một minh chứng rõ nét về việc triển khai các giao thức VoIP đã nghiên cứu trong toàn bộ nội dung bài Luân văn tốt nghiệp vào bài toán viễn thống thực tế. MỤC LỤCChương 1. Tổng quan về mạng VoIP . 2 1.1. Tổng quan về mạng VoIP 2 1.2. Đặc tính của mạng VoIP 4 1.2.1. Ưu điểm 4 1.2.2. Nhược điểm 5 1.3. Yêu cầu chất lượng đối với VoIP . 6 Chương 2. Các giao thức truyền tải trong VoIP . 8 2.1. Giao thức IP . 8 2.1.1. Giao thức IP phiên bản 4 (IPv4) 8 2.1.2. Giao thức IP phiên bản 6 (IPv6) 12 2.2. Giao thức TCP/IP . 13 2.3. Giao thức UDP 19 2.4. Giao thức SCTP . 19 2.5. Giao thức RTP . 24 2.6. Giao thức RTCP 30 Chương 3. Giao thức báo hiệu VoIP 33 3.1. Giao thức báo hiệu H.323 33 3.1.1. Các thành phần trong mạng . 33 3.1.2. Giao thức H.323 37 3.1.3. Thiết lập cuộc gọi VoIP sử dụng giao thức H.323 . 42 3.2. Giao thức SIP . 46 3.2.1. Các thành phần trong mạng SIP 47 3.2.2. Bản tin SIP 49 3.2.3. Mô tả cuộc gọi SIP . 54 3.3. So sánh giữa giao thức H.323 và SIP . 56 Chương 4. Kết nối giữa mạng VoIP và PSTN . 58 4.1. Mạng báo hiệu SS7 58 4.1.1. Các thành phần trong mạng báo hiệu SS7 . 58 4.1.2. Liên kết trong mạng SS7 . 59 4.1.3. Định tuyến trong mạng SS7 60 4.1.4. Giao thức trong mạng SS7 61 4.1.5. Các bước thiết lập cuộc gọi trong mạng SS7 . 66 4.2. Giao thức Sigtran . 67 4.2.1. M2UA/ M2PA 68 4.2.2. M3UA . 69 4.2.3. SUA 70 4.2.4. Kết nối mạng VoIP với mạng PSTN 71 Chương 5. Khảo sát giao thức cuộc gọi VoIP SIP – PSTN trên thực tế 76 5.1. Giới thiệu kiến trúc mạng VoIP được nghiên cứu 76 5.2. Giới thiệu chương trình Wireshark . 77 5.3. Khảo sát giao thức cuộc gọi VoIP SIP – PSTN trên thực tế 78 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮTKí hiệu viết tắtViết đầy đủ Ý nghĩaVoIP Voice over IP Công nghệ truyền thoại trên mạng IPPSTNPublic Switch Telephone NetworkMạng điện thoại công cộng PCMPulse-Code ModulationBộ mã hóa mã xungSNMPSimple Network Management ProtocolGiao thức quản trị mạng đơn giảnSIPSession Initiation ProtocolGiao thức thiết lập phiênRTP Real Time Protocol Giap thức thời gian thựcRTCPReal Time Control ProtocolGiap thức điều khiển thời gian thựcATMAsynchronous Transfer ModeChế độ truyền không đồng bộQoS Quality of Service Chất lượng dịch vụToS Type of Service Kiểu dịch vụIP Internet Protocol Giao thức InternetIPv4 IP version 4 Giao thức Internet phiên bản 4IPv6 IP version 6 Giao thức Internet phiên bản 6TCPTransmission Control ProtocolGiao thức điều khiển truyền thông tinUDPUser Datagram ProtocolGiao thức Datagram người dùng SCTPStream Control Transmission ProtocolGiao thức truyền điều khiển luồngITU-TInternational Telecommunication Union- Telecommunication Standardization SectorHiệp hội viễn thông quốc tế - Bộ phận chuẩn viễn thôngRASRegister Admission StatusBáo hiệu đăng kí, cấp phép, thông tin trạng tháiSAPSession Announcement ProtocolGiao thức thông báo phiênSDPSession Description ProtocolGiao thức mô tả phiênSS7 Signaling System No.7 Hệ thống báo hiệu số 7SSP Switch Service Point Điểm dịch vụ chuyển mạchSCP Signal Control Point Điểm điều khiển báo hiệuSTP Signal Tranfer Point Điểm truyền báo hiệuMTP Message Tranfer Part Phần truyền bản tinTCAPTransaction Capabilities Application PartPhần ứng dụng cung cấp giao dịchTUP Telephone User Part Phần người dùng điện thoạiISUP ISDN User Part Phần người dùng ISDNISDNIntegrated Services Digital NetworkMạng tích hợp dịch vụ sốSCCPSignaling Connection Control PartPhần điều khiển kết nối báo hiệuM2UA MTP2 User Adapter Bộ chuyển đổi người dùng MTP2 M2PAMTP L2 Peer-to-Peer AdapterBộ chuyển đổi bản tin lớp 2 ngang hàngM3UA MTP3 User Adapter Bộ chuyển đổi người dùng MTP3IUA ISDN User Adapter Bộ chuyển đổi người dùng ISDNSUA SCCP User Adapter Bộ chuyển đổi người dùng SCCP [...]... một tất yếu khách quan, mạng VoIP sẽ được chia thành nhiều miền giao thức khác nhau Nên vấn đề quan trọng để có thể triển khai được mạng VoIP vào thực tế đó là phải hiểu được bản chất của các giao thức VoIP và quan trọng nhất đó là các giao thức báo hiệu sử dụng trong VoIP Tuy vâyh mới là điều kiện cần cho sự ra đời còn vấn đề then chốt cho sự tồn tại và phát triển của mạng VoIP lại là vấn đề kết nối... thông vốn có Và cụ thể là vấn đề kết nối giữa mạng VoIP và mạng PSTN Và đây cũng là hai nội dung chính của bài Luân văn tốt nghiệp này Trên cơ sở nhận thức rõ sự quan trọng cũng như cách thức hoạt động của giao thức trong mạng VoIP, thì phương pháp nghiên cứu của em trong nội dung Luận văn chủ yếu đi sâu nghiên cứu thông qua tài liệu quy chuẩn về Giao thức VoIP (RFC của IETF, các tài liệu chuẩn của ITU-T);... dụng chung tài nguyên của mạng cùng một lúc • Việc báo hiệu có thể tương tác được với báo hiệu của mạng PSTN 6 • Quản lý hệ thống an toàn, địa chỉ hoá và thanh toán phải được cung cấp, tốt nhất là được hợp nhất với các hệ thống hỗ trợ hoạt động PSTN 7 Chương 2 Các giao thức truyền tải trong VoIP 2.1 Giao thức IP Giao thức mạng IP được thiết kế để liên kết các mạng máy tính sử dụng phương pháp truyền...MỞ ĐẦU Mạng VoIP ra đời như là một cuộc các mạng của hệ thống viễn thông và xã hội Với những ưu điểm vượt trội, mạng VoIP đã chứng tỏ được sức sống và tính thực tiễn cao của nó Sự phát triển quá nhanh của mạng VoIP cũng đặt ra một vấn đề nan giải đó là việc chuẩn hóa giữa các giao thức VoIP của nhiều nhà phát triển khác nhau Mà trong đó có hai giao thức được nhắc tới nhiều nhất... TCP mà sử dụng tag để làm việc này Tất cả các chunk được tag hóa với tag gửi trong chunk INIT, một chunk từ một kết nối cũ sẽ được nhận với tag sai Như vậy, SCTP sử dụng việc xác nhận giá trị tag trong TIME_WAIT 23 Hình 11.Hủy kết nối SCTP Các trạng thái trong kết nối SCTP được biểu diễn bằng lược đồ sau: Hình 12.Sơ đồ trạng thái thiết lập SCTP 2.5 Giao thức RTP RTP là một giao thức dựa trên giao thức. .. sản phẩm kết nối mạng PSTN và Internet Hiệp hội các nhà sản xuất thoại qua mạng máy tính đã sớm ra đời và thực hiện chuẩn hoá dịch vụ thoại qua mạng Internet Việc truyền thoại qua internet đã gây được chú ý lớn trong những năm qua và đã dần được ứng dụng rộng rãi trong thực tế Có thể định nghĩa: Voice over Internet Protocol (VoIP) là một công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng giao thức mạng IP, trên... giá trị 10 Lớp B sử dụng 2 byte đầu tiên của 4 byte để đánh địa chỉ mạng và 2 byte cuối đánh địa chỉ máy trong mạng Có 64*256 – 2 = 16.128 địa chỉ mạng lớp B với 65.534 máy cho mỗi địa chỉ lớp B 11 Địa chỉ lớp C: Một số tổ chức có quy mô nhỏ có thể xin cấp phát địa chỉ lớp C Một địa chỉ lớp C được nhận ra với 3 bit đầu mạng giá trị 110 Mạng lớp C sử dụng 3 byte đầu để đánh địa chỉ mạng và 1 byte cuối... còn tính tin cậy mà TCP cung cấp cho ứng dụng nữa, việc đảm bảo truyền tin sẽ do chương trình UDP thực hiện Một yếu tố quan trọng nữa của TCP đó là điều khiển tắc nghẽn mà ở UDP không có Các ứng dụng thường sử dụng UDP với các dữ liệu nhỏ cần tốc độ truyền cao(độ trễ nhỏ) 2.3 Giao thức UDP UDP là giao thức lớp Giao vận đơn giản nhất, được mô tả trong RFC 768 Ứng dụng gửi bản tin tới socket UDP, sau đó... nhưng cũng dễ sai lầm nhất trong một mạng viễn thông, mọi cơ hội để hợp nhất các thao tác, loại bỏ các điểm sai sót và thống nhất các điểm thanh toán sẽ rất có ích Trong các tổ chức kinh doanh, sự quản lý trên cơ sở SNMP (Simple Network Management Protocol) có thể được cung cấp cho cả dịch vụ thoại và dữ liệu sử dụng VoIP Việc sử dụng thống nhất giao thức IP cho tất cả các ứng dụng hứa hẹn giảm bớt phức... đồng bộ trong các phương thức truyền thông: Các khoảng lặng trong tiếng nói được triệt và nén lại để giảm thiểu băng thông cần thiết, tuy nhiên khi đến bên nhận, thời gian giữa các khoảng lặng này phải được khôi phục một cách chính xác 24  Sự đồng bộ giữa các phương thức truyền thông: Có thể tín hiệu thoại sử dụng một phương thức truyền thông trong khi tín hiệu video lại sử dụng một phương thức truyền . mạng VoIP. Chương 2: Các giao thức truyền tải trong VoIP. Chương 3: Giao thức báo hiệu VoIP. Một vấn đề đặc biệt quan trong khi mỗi công nghệ, một giao thức. PSTN.7 Chương 2. Các giao thức truyền tải trong VoIP2 .1. Giao thức IPGiao thức mạng IP được thiết kế để liên kết các mạng máy tính sử dụng phương pháp truyền